Программа работы

1. Снять амплитудно-частотные характеристики всех фильтров и сравнить параметры этих характеристик с расчетными для рассчитанных ранее схем.

2. Представить снятые АЧХ в виде таблиц и графиков.

Лабораторная работа № 8.

Компенсационные стабилизаторы напряжения.

Цель работы - исследование компенсационных стабилизаторов напряжения.

Общие сведения

Стабилизатор на дискетных элементах.

Для работы высокоточных электронных схем требуются стабильные источники напряжения, которые не меняют выходного напряжения ни при изменении сопротивления нагрузки, ни при изменении питающего (входного) напряжения. Такую роль выполняют параметрические и компенсационные стабилизаторы напряжения. Работа компенсационных стабилизаторов напряжения основана на использовании отрицательной обратной связи и сравнении выходного постоянного напряжения с эталонным напряжением.

Компенсационный стабилизатор напряжения 5 В на транзисторах представлен на рис.1.

Он содержит источник эталонного напряжения на стабилитроне VD1, регулируемый элемент VT1, усилитель сигнала рассогласования на транзисторе VT2 и цепь защиты стабилизатора в режиме короткого замыкания нагрузки, т.е. схему ограничения тока короткого замыкания на VT3 и резисторе R3. Когда напряжение на выходе достигает 5В, транзистор VT2 открывается. Дальнейшее увеличение напряжения на нагрузке ведет к уменьшению потенциала коллектора VT2 (потенциал базы VT1), снижению эмиттерного тока VT1, а следовательно, и напряжения на нагрузке до уровня 5В. Конденсаторы предупреждают колебания в схеме. Коэффициент стабилизации характеризует способность стабилизатора подавлять входные пульсации:

Чем ниже выходное сопротивление стабилизатора, тем в большем диапазоне возможно изменение выходного сопротивления без изменения напряжение на выходе.

Стабилизатор на оу

Параметры стабилизаторы тем лучше, чем больше петлевое усиление. Большое петлевое усиление обеспечивает схемы с ОУ.

На рис.2 изображена схема стабилизатора, в которой в качестве элемента сравнения используются входы ОУ. На неинвертирующий вход подается напряжение через делитель R₁, R₂, а на инвертирующий R₃ - выходное напряжение стабилизатора. Работа схемы аналогична предыдущей.

Интегральные схемы стабилизаторов

В настоящее время широко используются интегральные схемы компенсационных стабилизаторов, обеспечивающие получение как регулируемых (3…30В), так и фиксированного напряжения (5; 6; 9; 12; 15; 20; 24; 27В). Пример стабилизатора фиксированного напряжения на 6В, имеющего всего три вывода (вход, выход и ''земля''), представлен на рис.3.

Регулируемые стабилизаторы имеют большее число выводов (рис.4).

Настройка стабилизатора на требуемое напряжение осуществляется с помощью регулируемого делителя на резисторах R₁, R₂, вход которого подключается к нагрузке стабилизатора, а выход - к управляющему входу стабилизатора. Принцип регулирования уровня выходного напряжения заключается в том, что с опорным напряжением стабилизатора сравнивается не выходной сигнал, а его часть, определяемая коэффициентом передачи делителя R₁, R₂. Чем больше коэффициент деления, тем выше выходное напряжение стабилизатора. Нижний уровень выходного напряжения определяется величиной опорного сигнала (см.рис.1 и 2), а верхний - тем, что на регулируемом транзисторе VT2 должно падать 2…4В входного напряжения, остальное напряжение выделяется на нагрузке.

Интегральные стабилизаторы могут быть использованы в качестве источника тока . Для этого нагрузку следует включить в нижнее плечо делителя R₁, R₂ - к управляющему входу регулируемого стабилизатора. Так как напряжение на выходе и напряжение на управляющем входе U_УПР при очень низком токе на управляющем входе (напряжение U_-=U₊, см.рис.2) не меняются, то ток через делитель R₁, R₂ определяется как и не меняется при изменении R_н=R₁.